[发明专利]用于合成大黄素的工程改造的宿主细胞和方法

说明书

本发明涉及生物工程技术领域，具体涉及一种用于合成大黄素的工程改造的宿主细胞和方法。所述宿主细胞包含以下核酸组合：EmoA和ACTE1；或者包含EmoA、ACTE1和ACC1；或者包含EmoA、ACTE1和TpcK；或者包含EmoA、ACTE1和HYP3；或者包含EmoA、ACTE1、ACC1和TpcK；或者包含EmoA、ACTE1、ACC1和HYP3。用于合成大黄素的方法包括以下步骤：构建及培养宿主细胞，并诱导工程改造的宿主细胞进行上述任意一组核酸组合的表达；对大黄素进行收集和分离纯化。本发明用于合成大黄素的工程改造的宿主细胞和方法，可实现低成本高效率获取大黄素。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，具体涉及一种用于合成大黄素的工程改造的宿主细胞和方法。更具体的，本发明涉及工程改造的宿主细胞和用于使用所述工程改造的宿主细胞微生物生物合成大黄素的方法。

背景技术

大黄素主要存在于蓼科植物掌叶大黄（Rheum palmatum L.）、虎杖（Polygonum cuspidatum）、何首乌（Fallopia multiflora）等植物的干燥的根、茎和叶中。大黄素为蒽醌类天然色素化合物，具有抗菌、抗炎、保护肝肾、利胆、促进胃肠蠕动、扩张血管及利尿等多种作用。大黄素主要通过调控炎症细胞因子，尤其是NF-кB活化达到抗炎效果，并且对人中性粒细胞无明显毒害作用。大黄素还可以减少肾小管对Na+的重吸收，使尿钠明显增多，从而起到利尿的效果。大黄素对肠道运动具有双向调节作用，可达到调节性治疗肠麻痹和肠痉挛的效果。研究结果显示，大黄素能使血清透明质酸及层黏连蛋白显著降低，肝组织胶原蛋白含量明显减少，肝组织纤维化程度明显改善，肝细胞损伤减轻，为临床治疗急性肝炎提供了重要的药理依据。大黄素还表现出能够抑制癌细胞的DNA、RNA和蛋白质的生物合成，抑制癌细胞的氧化脱氢，从而达到抗肿瘤的效果。

大黄素已被确认可用于治疗Ⅱ型糖尿病。

尽管大黄素拥有诸多功效作用，目前获取大黄素的方式仍局限于从天然植物中提取，一方面种植时间长、含量低、提炼工艺复杂，另一方面名贵中草药的养成受到环境等诸多复杂因素影响，而过度开采则会造成生态破坏。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种用于合成大黄素的工程改造的宿主细胞，实现低成本高效率获取大黄素。

本发明的另一目的在于提供一种使用工程改造的宿主细胞微生物生物合成大黄素的方法，该方法成本低，工艺简单且生产效率高。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种用于合成大黄素的工程改造的宿主细胞，所述宿主细胞包含以下核酸组合：

EmoA和ACTE1；

或者包含EmoA、ACTE1和ACC1；

或者包含EmoA、ACTE1和TpcK；

或者包含EmoA、ACTE1和HYP3；

或者包含EmoA、ACTE1、ACC1和TpcK；

或者包含EmoA、ACTE1、ACC1和HYP3。

其中，EmoA(EmoA)是一类能够用于合成蒽醌类化合物，特别是大黄素的非还原性核酮糖聚合酶及其序列。

其中，ACTE1(ACTE1)是一种硫酯酶，特别是能够用于蒽醌类化合物合成的金属-β-内酰胺酶类型的硫酯酶及其序列。

其中，TpcK(TpcK)/HYP3(HYP3)是指一类脱羧酶及其序列。